“PRÁCTICA 1: SOLUBILIDAD DE SALES METALICAS METALICAS INORGANICAS INORGANICAS EN SOLUCIONES ACUOSAS”
JAIME ANDRES REY GOMEZ Cod.200077 !AROLD Cod.
P"#$#%&'do ': I%(. JOSE DARIO SANTOS S ANTOS
ESCUELA DE INGENIERIA METALURGICA Y CIENCIA DE MATERIALES )ACULTAD DE INGENIERIAS )ISICO*UIMICAS BUCARAMANGA 2011
OBJETI+OS
GENERAL
Determinar la diferencia de solubilidad de una sal metálica cuando se disuelve en diferentes sistemas acuosos.
ESPECI)ICOS
Realizar pruebas de solubilidad del CuSO 4 en sistemas acuosos y realizar sus respectivas curvas.
Comparar los resultados obtenidos en el laboratorio con los teóricos.
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E*UIPOS Y MATERIALES • • • • • • • • • • • • • • •
Balanza Aitadores man!ticos "ermómetro #idrios de relo$ Sulfato de cobre %CuSO 4& #asos de precipitado de '(( ml #itrina de e)tracción de ases Aua destilada Sulfato de n*+uel ,cido sulf-rico vasos de precipitado de '((m ba/o termostatado 0idró)ido de sodio 0idró)ido de amonio carbonato de amonio
MARCO TEORICO SOLUCIONES Son mezclas 0omo!neas obtenidas cuando una sustancia se dispersa en otra a nivel molecular y sus componentes individuales no se pueden separar por medios mecánicos simples1 lo +ue sinifica +ue son uniformes en su composición.
)',&o"#$ -# /%#% #% ' 3#o,/d'd d# ' d/$o,/',/4% Cuando un soluto se pone en contacto con un solvente la velocidad del proceso de disolución depende de los siuientes factores2 •
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N'&"'#5' d# '$ $$&'%,/'$ /6/,'d'$ #% # "o,#$o d# d/$o,/4%: Si son ases se mezclan instantáneamente1 si son l*+uidos miscibles la solubilización es tambi!n rápida1 pero si son poco miscibles re+uiere mas tiempo. T'6'8o d# '$ '"&9,'$ d# $o&o: 3ientras más finamente est! dividido el soluto1 0ay mas posibilidad de +ue las part*culas de soluto y solvente entren en contacto y aumente la solubilización. T#6#"'&"' d# ' $o,/4%: Al aumentar la temperatura aumenta la velocidad de disolución y más rápidamente se llea a la saturación1 LABORATORIO DE HIDROMETALURGIA
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aun+ue en alunas ocasiones se disminuye la solubilidad1 como en procesos en +ue se libera calor. G"'do d# '(/&',/4% o 6#5,' d# $o&o #% # $o3#%&#: Al aitar una mezcla de dos sustancias a un mayor contacto entre las part*culas de soluto y solvente1 una me$or distribución de ellas1 mayor velocidad de difusión y1 por tanto1 mayor velocidad de la solubilidad.
E "od,&o d# $o//d'd a ran mayor*a de las sales inoránicas son solubles en aua1 pero e)isten alunas +ue son insolubles. Cuando se coloca en aua una sal insoluble o lieramente soluble1 se establece un e+uilibrio en el momento en +ue la velocidad de disolución de los iones de sólido iuala la velocidad de precipitación de la solución saturada. as ecuaciones +u*micas para soluciones acuosas de sólidos iónicos lieramente solubles tienen la siuiente forma2 AB A5 5 B6 7 89S :A5; < :B 6; Donde 8ps es denominada constante del producto de solubilidad. =s importante no confundir el t!rmino de solubilidad con el de producto de solubilidad. =ste -ltimo corresponde a la constante de e+uilibrio de una reacción espec*fica1 en tanto +ue la solubilidad es la cantidad de una sustancia +ue se disuelve en una cantidad definida de aua y aun+ue tienen reacción entre s*1 sus valores son diferentes.
E#,&o d# /o% ,o6;% =l efecto de ión com-n tiene relación directa con los e+uilibrios de solubilidad. =n solución saturada de una sal como el BaSO 41 la concentración de los iones está obernada por el producto de solubilidad2 8ps :Ba5>; < :SO 46>; Aun si otras sales se 0allan disueltas en la solución. Si la concentración de uno de los iones aumenta por la adición de BaCl > o ?a >SO41 la concentración del otro debe disminuir para poder mantener el e+uilibrio. =sto sinifica +ue la adición de un ion com-n conduce a un decrecimiento en la solubilidad de la sal1 pues de acuerdo con el principio de e C0atelier el e+uilibrio se desplaza 0acia la iz+uierda.
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PROCEDIMIENTO Sistemas a traba$ar2 S/$' 1: Solubilidad en aua a tres temperaturas diferentes %>@1 @1 @(C& S/$' 2: Solubilidad en solución de amoniaco .(1 .( y ''.( E volumen a >@C. S/$' <: Solubilidad en soluciones de ácido sulf-rico '.(1 @.( y '( E volumen a >@C. S/$' =: Solubilidad en solución acuosa conteniendo sulfato de n*+uel en las concentraciones '.(1 >.(1 .( y @.( F. =n un vaso de '(( ml medir e)actamente >@ m de aua o de la solución +ue se suiere1 midi!ndoles el pG.
=n un vidrio de relo$ pesar >@ ramos de sulfato de cobre .
Colocar el vaso con la solución en el plato de un aitador man!tico e iniciar la aitación del Arear aua o de la solución respectiva aelvelocidad lenta y cuidadosamente sulfato deconstante. cobre a la solución a medida +ue se est! aitando. Continuar areando la sal 0asta +ue se observe +ue las part*culas de sulfato de cobre no se disuelven más. =n este punto se puede 0ablar de una solución sobresaturada. Reistrar el peso de sulfato de cobre +ue no se areó a la solución1 por diferencia con el peso inicial1 calcular los ramos de esta sal +ue se solubilizaron en los >@ m de solución.
9ara el caso de los ensayos a temperaturas superiores a la temperatura ambiente1 se debe precalentar el vaso con la solucion 0asta la temperatura del ensayo. ueo1 introducir en el ba/o termostatado el vaso de '(( m con la solución de traba$o1 esperar 0asta +ue la solución alcance la temperatura deseada.
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TABLAS DE DATOS S/$' 1. A(' TEMPERATUR A >? C@ >@ @ @(
CSO=. !2O DISUELTO >(@
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CALCULOS Y RESULTADOS
Co% o$ "#$&'do$ o&#%/do$ "#'/5'" o$ ,,o$ "#$#,&/3o$ ("'/,'":
'@ $o//d'd d# $'&o d# ,o"# #% '(' 3$ #"'&"' 93 CuSO4.@G>O >@( Fmol 93 CuSO4 'H( Fmol #olumen (1(>@ CuSO disuelto
=
CuSO .5H 2 O disuelto *
160 250
TEMPERATURA >?C@
CSO=. !2O DISUELTO >(@
CSO= DISUELTO >(@
SOLUBILIDAD >(L@
>@ @ @(
H1>@ '1H 'I1
41( I1@@(4 '>1''@>
'H( 4>1('H 4I41H(I
SOLUBILIDAD DEL CSO= EN AGUA 3$ TEMPERATURA
T#6#"'&"' ?C LABORATORIO DE HIDROMETALURGIA
@ So//d'd d# $'&o d# ,o"# #% $o,/4% d# ',/do $;"/,o +$ ' ,o%,#%&"',/4% d# ',/do: #olumen (1(>@ CuSO disuelto
=
CuSO .5H 2 O disuelto *
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CSO= . !2O DISUELTO >(@
CSO= >(@
'.( @.( '(.(
1(> H1 @1
@1>I 414H(I 1(@H
160 250
SOLUBILIDAD >(L@ >(1'> 'I14> '4I1>>4
SOLUBILIDAD DEL CSO= EN SOLUCIN DE ACIDO SUL)FRICO +S LA CONCENTRACIN DEL ACIDO
+OL DE !2SO=
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,@ So//d'd d# CSO= #% $o,/4% '6o%/',' 3$ ! +OL DE CSO=. !2O AMONIACO DISUELTO >(@ ''
CSO= >(@ (1HH '1IHI @1(>4
(1 >1I I1'
SOLUBILIDAD >(L@ >@14 14> >>I1(H
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d@ So//d'd d# CSO= #% $o,/4% d# N/SO = 3$ ' ,o%,#%&"',/4% d# ' $' d# N9-# CONCENTRACION CSO= .!2O DE N/SO= >(L@ DISUELTO >(@ 1 '.( I1 >.( I1' 1( 1H @1(
CSO= >(@
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H1@@> @1@@I @1'I4 41II>
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SOLUBILIDAD >(L@ >'1'44I '@1('@ '> 'I41>'H
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De acuerdo con los resultados obtenidos respecto a la solubilidad del sulfato de cobre en los diferentes sistemas e)perimentados1 se puede observar +ue la solubilidad de dic0o sulfato en el sistema '1 aumenta de manera directa con la temperatura 1 este fenómeno es producto del aumento de la velocidad de disociación1 el cual depende directamente de la temperatura1 la cual produce un aumento en la constante diel!ctrica del aua enerando un aumento en la solubilidad. Como se observa en la rafica '1 se traba$aron s menores temperaturas al punto de ebullición1 ya +ue por encima de dic0as temperaturas se observa una marcada disminución de la solubilidad. 9or otra parte se observa +ue para el sistema >. 0ay un aumento de la solubilidad 0asta pG cercanos a 1 para valores de pG entre y '' se observa un ran caida de la solubilidad y para pG mayores de '' se empieza a observar un leve aumento de la misma. 9ara los sistemas y 4 de acido sulfurico se aprecia una tendencia de disminucion de la solubilidad al aumentar al concentracion del sulfato1 lo cual puede ser e)plicado por medio del fenomeno del ion :SO 4; compartido1el cual favorece una disminucion en LABORATORIO DE HIDROMETALURGIA
la solubilidad basado en el 0ec0o de +ue se debe mantener el e+uilibrio de la reaccion.
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